Microrrobôs usam som para se auto-organizar em grupos inteligentes

Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/08/2025

Por enquanto os robôs são agentes virtuais em uma simulação, mas a equipe comprovou matematicamente que a coisa funciona.
[Imagem: Alexander Ziepke et al. - 10.1103/m1hl-d18s]

Inteligência coletiva

É possível fazer com que pequenos robôs minimalistas, com pouquíssimos recursos de comunicação, assumam comportamentos de enxame similar aos vistos na natureza.

"Imagine enxames de abelhas ou mosquitos. Eles se movem, o que cria som, e o som os mantém coesos, com muitos indivíduos agindo como um só," disse o professor Igor Aronson, da Universidade Estadual da Pensilvânia, nos EUA.

Tudo o que os pequenos robôs precisarão será de um pequeno alto-falante e um microfone. E a descoberta mais importante da equipe é que isso fará emergir um comportamento de enxame, com os robôs se auto-organizando em padrões. Com essa capacidade de auto-organização, eles conseguirão navegar por espaços apertados e até mesmo se reformar caso sejam deformados.

Essa inteligência coletiva - ou inteligência emergente - dos enxames poderá um dia ser aproveitada para realizar tarefas como limpar a poluição em ambientes contaminados ou até mesmo atuar dentro do corpo para administrar medicamentos diretamente em áreas afetadas por doenças.

A capacidade de detecção coletiva também poderá ser útil na detecção de mudanças no ambiente, e sua capacidade de "autocura" significa que eles poderão continuar funcionando como uma unidade coletiva mesmo após se desintegrarem, o que pode ser especialmente útil para detecção de ameaças e aplicações de sensores, disse Aronson.

É a primeira comprovação de que ondas sonoras podem funcionar como um meio de controlar robôs na escala micro.
[Imagem: Igor Aronson/Penn State]

Robótica de enxame

Os pesquisadores ainda não construíram nenhum robô, mas seu trabalho é marcante porque eles demonstraram todas essas possibilidades usando a matemática.

A matemática está incorporada em um modelo computacional no qual as unidades são pequenos agentes virtuais, cada um equipado com um emissor acústico e um microfone. Ao rodar a simulação, os resultados comprovaram que a comunicação acústica permite que os agentes robóticos individuais trabalhem juntos perfeitamente, adaptando a forma do aglomerado que formam e seu comportamento em relação ao ambiente, como um cardume de peixes ou um bando de pássaros.

"Nunca esperávamos que nossos modelos apresentassem um nível tão alto de coesão e inteligência em robôs tão simples," disse Aronson. "São circuitos eletrônicos muito simples. Cada robô pode se mover em alguma direção, tem um motor, um pequeno microfone, um alto-falante e um oscilador. Só isso, mas ainda assim ele é capaz de inteligência coletiva. Ele sincroniza seu próprio oscilador com a frequência do campo acústico do enxame e migra em direção ao sinal mais forte."

A demonstração representa um novo marco para um campo emergente chamado matéria ativa, o estudo do comportamento coletivo de agentes biológicos ou sintéticos, tipicamente microscópicos mas dotados de propulsão própria, desde enxames de bactérias ou células vivas até microrrobôs de verdade.

É a primeira vez que se comprova que ondas sonoras podem funcionar como um meio de controlar robôs em microescala, uma abordagem muito mais simples do que tudo o que havia sido feito - até agora, as partículas de matéria ativa eram controladas predominantemente por meio de sinalização química, o que limita sua aplicação a ambientes reduzidos e controlados.

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